Лабораторная работа №12 / LAB1
.RTFМинистерство общего и профессионального образования РФ.
Санкт – Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра “Безопасности Жизнедеятельности”
Отчёт по лабораторной работе № 1
“Исследование условий электробезопасности в трехфазных сетях с изолированной и компенсированной нейтралью”
Преподаватель: Петухова С.В.
Студенты: Виноградов К.Ю.
Евдокимов. С.Н.
Ковасоров О.С.
Санкт – Петербург
1999 г.
Цель работы: Исследование режимов однофазного прикосновения и изучение основных принципов защиты от поражения электрическим током.
-
Исследование зависимости условий электробезопасности от состояния изоляции и величины ёмкости фаз сети относительно земли.
Условия безопасности рассматриваются в двух случаях – при исправной изоляции фаз сети (когда ) и при наличии в ней неисправностей типа замыканий на землю.
Схема: “Прикосновение человека к ТВЧ”
1). Устанавливаем режим прикосновения человека к фазе a.
2). Устанавливаем и изменяем значения сопротивления изоляции фаз от минимального до максимального; для каждого значения измеряем напряжение смещения нейтрали U0, напряжения фаз относительно земли Ua-з, Ub-з, Uc-ç è напряжение прикосновения Uпр.
3). Выполняем аналогичные измерения при других значениях ёмкостей Сф (0,3; 0,5; 1,0 и 10 мкФ).
По данным измерений (табл.№1) построим семейство кривых зависимости при фиксированных значениях Сф.
График: “ Зависимость напряжения прикосновения от значений сопротивления изоляции при различной ёмкости фаз сети относительно земли”
Таблица №1: Результаты измерений
№ опыта |
Параметры сети |
Результаты измерений |
|||||||
|
Cф, мкФ |
ra, кОм |
rb, êÎì |
rc, êÎì |
U0, В |
Ua-з, В |
Ub-з, В |
Uc-ç, Â |
Uпр, В |
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
9 |
14 |
30 |
29 |
14 |
|
0 |
10 |
10 |
10 |
16 |
5 |
35 |
36 |
5 |
|
0 |
50 |
50 |
50 |
22 |
1 |
41 |
40 |
1 |
|
0 |
250 |
250 |
250 |
23 |
0 |
42 |
41 |
0 |
|
0 |
500 |
500 |
500 |
23 |
0 |
42 |
41 |
0 |
|
0 |
¥ |
¥ |
¥ |
28 |
0 |
42 |
41 |
0 |
2 |
0,1 |
2 |
2 |
2 |
9 |
14 |
32 |
30 |
14 |
|
0,1 |
10 |
10 |
10 |
18 |
5 |
40 |
37 |
6 |
|
0,1 |
50 |
50 |
50 |
22,5 |
3 |
44 |
40 |
3 |
|
0,1 |
250 |
250 |
250 |
24 |
3 |
45 |
42 |
3 |
|
0,1 |
500 |
500 |
500 |
24 |
3 |
45 |
42 |
3 |
|
0,1 |
¥ |
¥ |
¥ |
24 |
3 |
45 |
42 |
3 |
3 |
0,3 |
2 |
2 |
2 |
9 |
14 |
32 |
30 |
14,5 |
|
0,3 |
10 |
10 |
10 |
17 |
7,5 |
40 |
35 |
8 |
|
0,3 |
50 |
50 |
50 |
21 |
7 |
44,5 |
37 |
7 |
|
0,3 |
250 |
250 |
250 |
22 |
7 |
45 |
38 |
7 |
|
0,3 |
500 |
500 |
500 |
23 |
7 |
46 |
38 |
7 |
|
0,3 |
¥ |
¥ |
¥ |
23 |
7 |
45 |
38 |
7 |
4 |
0,5 |
2 |
2 |
2 |
9 |
15 |
32 |
29 |
15 |
|
0,5 |
10 |
10 |
10 |
17 |
10 |
41 |
33 |
10 |
|
0,5 |
50 |
50 |
50 |
20 |
10 |
44,5 |
34 |
10 |
|
0,5 |
250 |
250 |
250 |
21 |
10 |
45 |
34 |
10 |
|
0,5 |
500 |
500 |
500 |
21 |
10,5 |
45 |
34 |
10,5 |
|
0,5 |
¥ |
¥ |
¥ |
21 |
10,5 |
45 |
34,5 |
10,5 |
5 |
1,0 |
2 |
2 |
2 |
8 |
16 |
32,5 |
27 |
16 |
|
1,0 |
10 |
10 |
10 |
14 |
15 |
39 |
27 |
15,5 |
|
1,0 |
50 |
50 |
50 |
16 |
16,5 |
42 |
26,5 |
17 |
|
1,0 |
250 |
250 |
250 |
16,5 |
17 |
42 |
26 |
17 |
|
1,0 |
500 |
500 |
500 |
16,5 |
17 |
42 |
26 |
17 |
|
1,0 |
¥ |
¥ |
¥ |
16,5 |
17 |
42 |
26 |
17 |
6 |
10,0 |
2 |
2 |
2 |
7 |
19 |
32 |
25 |
19 |
|
10,0 |
10 |
10 |
10 |
10 |
20 |
35 |
22,5 |
20 |
|
10,0 |
50 |
50 |
50 |
10 |
21 |
36 |
31 |
21 |
|
10,0 |
250 |
250 |
250 |
10 |
21 |
36 |
31 |
21 |
|
10,0 |
500 |
500 |
500 |
10 |
21 |
36 |
31 |
21 |
|
10,0 |
¥ |
¥ |
¥ |
10 |
21 |
36 |
31 |
21 |
4). Устанавливаем замыкание фазы b на землю. При прикосновении человека к фазе a и измеряем напряжения U0, Ua-з, Ub-з, Uc-ç, Uпр для следующих режимов:
а) ã)
б) в)
Таблица №2: Результаты измерений
Параметры сети |
Результаты измерений |
|||||||
Cф, мкФ |
ra, кОм |
rb, êÎì |
rc, êÎì |
U0, В |
Ua-з, В |
Ub-з, В |
Uc-ç, Â |
Uпр, В |
0,5 |
2 |
^ |
2 |
17 |
36 |
7 |
39 |
36 |
0,5 |
2 |
^ |
500 |
17 |
35,5 |
7 |
38,5 |
36 |
0,5 |
500 |
^ |
2 |
18,5 |
38 |
5,5 |
39,5 |
38 |
0,5 |
500 |
^ |
500 |
18 |
37,5 |
5,5 |
39 |
38 |
-
Изучение принципа действия защитного заземления.
Схема: “Прикосновение человека к заземлённому корпусу”
Устанавливаем режим прикосновения человека к корпусу электроприёмника и замыкаем фазу a на корпус.
1). Устанавливаем
Измеряем напряжения U0, Ua-з, Ub-з, Uc-ç, Uпр при трёх различных значениях защитного сопротивления Rз.
Таблица №3: Результаты измерений
Параметры сети |
Результаты измерений |
||||
Rз, Ом |
U0, В |
Ua-з, В |
Ub-з, В |
Uc-ç, Â |
Uпр, В |
0,1 |
24 |
0 |
44 |
44 |
0 |
10 |
24 |
0 |
44 |
44 |
0 |
100 |
24 |
4 |
45 |
41 |
4 |
2). Устанавливаем è замыкаем фазу b на землю.
Измеряем напряжения U0, Ua-з, Ub-з, Uc-ç, Uпр при трёх различных значениях защитного сопротивления Rз.
Таблица №4: Результаты измерений
Параметры сети |
Результаты измерений |
||||
Rз, Ом |
U0, В |
Ua-з, В |
Ub-з, В |
Uc-ç, Â |
Uпр, В |
0,1 |
22 |
2 |
41 |
43 |
2 |
10 |
21 |
3 |
40 |
42 |
3 |
100 |
11 |
18 |
24 |
37 |
18,5 |
-
Ознакомление с принципом компенсации ёмкостных токов утечки.
Схема: “Случай полной компенсации”
1). Устанавливаем режим однофазного прикосновения к сети с изолированной нейтралью.
2). Измеряем напряжение прикосновения Uпр при и произвольном равном значении сопротивлений изоляции фаз ().
3). Включаем реактор L с регулируемой индуктивностью. Измеряем напряжение Uпр при трёх значениях индуктивности реактора.
Таблица №5: Результаты измерений
L |
Uпр, В |
1 |
4 |
2 |
0,5 |
3 |
0 |
Рассчитаем значение L при полной компенсации и сопоставим его с полученным результатом:
, но в режиме полной компенсации , и следовательно , откуда:
что вполне соответствует экспериментальным данным (при Uпр=0 В L=3 Гн)
Векторные диаграммы.
Для п.I.2
1).
2).
3).
4).
5.)
Для п.I.4
1).
Äëÿ ï. II.3
1).
Небольшие несоответствия диаграмм связаны с погрешностью измерений.
Выводы:
1). При сопоставлении векторных диаграмм и семейства графиков выделим закономерность протекающих процессов: при увеличении ёмкостей фаз Cф напряжение прикосновения становится больше с каждым разом. А именно: при ; 0,3; 0,5 мкФ наблюдается уменьшение Uпр при увеличении сопротивления фаз , а при ; 10 мкФ , наоборот рост Uпр при увеличении .
2). Из полученных результатов эксперимента и построенной по ним векторной диаграмме видно, что в случае прикосновения человека к заземлённому корпусу он оказывается под напряжением прикосновения значительно меньше фазного. Хотя при увеличении сопротивления защитного заземления (от 0,1 кОм до 100 кОм) напряжение прикосновения возрастает (от 2 В до 18,5 В). И это не странно: например бесконечное увеличение сопротивления защитного заземления уже будет эквивалентно полному его отсутствию. Следовательно, не стоит его делать слишком большим.
3). При подключении реактора L с регулируемой индуктивностью нам удалось существенно снизить напряжение прикосновения.